JPH09510783A

JPH09510783A - 波形分析のための方法および装置

Info

Publication number: JPH09510783A
Application number: JP7524778A
Authority: JP
Inventors: ライケン，ピーター，エー．; ジャコブス，マーク，シー．; ノルトウィック，モンテ，イー．ファン
Original assignee: ヴェンチュアダインリミテッド
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 1997-10-28
Also published as: KR100296085B1; WO1995025960A1; DE69531149T2; US5485078A; DE69531149D1; KR970701865A; ATE243850T1; EP0752106A1; US5592390A; EP0752106A4; EP0752106B1

Abstract

(57)【要約】グラフ（２５）の上に描かれた型の電気的波形（１９）を分析するための新規な方法は、分析されるべき波形（１９）を選ぶステップ、窓状領域（２７または２９）の境界（３５または３７）を設定するステップおよび波形（１９）が領域２７または２９）に対する所定の位置にあれば信号を発生するステップを含んでいる。例えば、波形（１９）が領域（２９）の外にあるべきであるのに実際には領域（２９）の中にあれば、故障信号のような信号が発生される。この方法は波形についての特定のパラメータ、例えば立上がり時間、周期など、を測定する態様をも含んでいる。ステップは、波形（１９）上の第１および第２の点（４３と４５、４１と４７、４１と４９、４５と４９、または３９と４５）を選ぶステップとそれらの点の間の経過時間を測定するステップを含む。新規な波形分析器（１０）の構造についての詳細も論じられている。

Description

【発明の詳細な説明】波形分析のための方法および装置発明の分野この発明は概して電気に関し、特に、電気的波形のコンピュータ化された測定および試験に関する。発明の背景電子機器および陰極線オッシロスコープの出現以来、電気信号（電圧あるいは電流）の監視は陰極線管あるいはオッシロスコープ上の信号の実際の「掃引線」を観察することにより行われてきた。しかしながら、信号周波数が増しその波形がより複雑になるにつれ、そのような機器は良好な波形分析の任務を充分果たせなくなった。波形の「サンプリング」が次いで行われた。サンプリング（それ自体は公知の装置によってディジタル的に行われる）による波形分析は、波形の離散的な「サンプル」点を抜き取り、それらの点をメモリに蓄え、そしてそれらを後の分析のために呼び戻すことを伴う。その一般的な型の機器が米国特許第４，１４２，１４６号（シューマン他）、第４，６２５，２８３号（ハーレイ）および第５，２２２，０２８号（ラバール他）に述べられている。ラバール他の特許のシステムおよび方法は波形データを所定の傾斜基準と比較することによって波形後縁を見分ける。一旦、後縁が（従って、パルスの終端が）見分けられると、その直前の前縁がそのパルスの始まりを定めているものと見做されて、その後縁とでもってパルス高を定める。パルス幅は前縁５０％点と後縁５０％点の間の時間として計算される。立上がり時間は信号が通常のパルス振幅の１０％から９０％に立上がるのに要する時間であるとして計算される。ハーレイの特許は交流を測定するための装置と方法を含んでいる。波形のサンプリングは波形が負と正の基準電圧値を横切るときに行われる。ハーレイの装置と方法は波形の振幅値を交差点の間の測定された時間間隔と関連させる。ハーレイの特許には基準電圧値を横切る交流への言及において不明確さ、あるいは明白な誤りかも知れないところがある。シューマン他の特許は分析されている信号がサンプリングの半分の周波数より高い周波数を有しているとき特に有用である装置を含んでいる。シューマン他の装置は波形を不規則な間隔でサンプリングする。前述の特許で述べられている装置や方法は概してそれらの意図された目的に適うものであったが、それらは或る欠点で特徴づけられがちである。例えば、ラバール他の特許の方法は特定の波形「パルス」の始まる箇所について、実際の「点」を測定してその始まりを明確に定めるのではなく、或る推測を行っている。この特許はまた、とても正確とはいえない技法によってパルス幅を決めている。起こり得る不明確さあるいはエラーの問題を別にして、ハーレイ特許に述べられている方法は、波形が負と正の基準電圧値を横切るときに波形をサンプリングする。サンプリングが他の瞬間で望まれる状況はしばしばある。プリント回路基板を試験するためのシステム、例えば環境試験室を含むシステム、の全体の構成を考慮するとき、公知技術の装置はこのようなシステムに組み込むにはあまり適していないように思われる。また、公知技術の装置や方法は、例えば、立上がり時間、立下がり時間、周波数、周期、最大および最小波形値などの広くさまざまな波形パラメータの側定を可能にする柔軟性を欠いているように思われる。発明の目的本発明の一つの目的は従来技術の問題および不十分な点のいくつかを克服する、波形を分析するための方法および装置を提供することである。本発明の他の目的は、波形のどこでも実際の「点」をサンプリングする、波形を分析するための方法および装置を提供することである。本発明の他の目的は、パルス幅を正確に測定する、波形を分析するための方法および装置を提供することである。本発明の更に他の目的は、波形のどこでも一つまたは数個の点で波形をサンプリングする、波形を分析するための方法および装置を提供することである。本発明の他の目的は、広くさまざまな波形パラメータの測定を可能にする、波形を分析するための方法および装置を提供することである。本発明の更に他の目的は、プリント回路基板の過酷試験のための環境試験システムに容易に組み込める、波形を分析するための方法および装置を提供することである。これらと他の目的がどのようにして達成されるかは以下の記述および図面から明らかになるであろう。発明の概要本発明は電子工学の分野で広く応用できるが、設計特性が大体分かっている電気的プリント回路基板を試験するとき特に有用である。本発明は、基板で発生した波形（そしてそれは繰り返し起こるものと予想されている）が予想通りの形状、振幅、および、その他のパラメータ（例えばパルス幅）を有しているかどうかを決めるのを助ける。もし予想通りでなかったら、少なくともハードウエアまたはソフトウエアの欠陥の可能性がある。新規な方法はグラフに描かれた電気的波形を分析することに関する。その方法の一つの態様はグラフ上に画成された領域に対する波形の関係を決めることを伴う。その方法の他の態様は、波形の立上がり時間、立下がり時間、パルス幅、および／または、他のパラメータを決めるような或る分析活動を始め、または終えるのに、その領域の境界の或る部分を用いることを伴う。これらと他の態様のおのおのは後で論じられている。その方法の一つの態様は、分析されるべき波形を選び（もし、よく有ることであるが、多くの波形があってそれらの中から選択すべきであれば）、そして、グラフ上に領域の境界、例えば小さな「窓状」区域、を設定するステップを含む。もし、波形がその領域に対して所定の位置にあれば、信号、例えばエラー信号、が発生される。例えば、もし、波形がその領域の外側にあるべきであるのに実際には少なくとも瞬間的にでもその領域と一致すれば（すなわち、境界上または内側にあれば）、その信号が発生される。もう一つの方法では、もし、波形が常にその領域の中にあるべきであるのに実際には外側にあれば、その信号が発生される。前者の場合、波形がその領域に対して「受動的」であると言うことができ、一方、後者の場合、波形がその領域に対して「能動的」であると言うことができる。この特徴は繰り返し起こるべき波形を監視するときに役立つ。もし波形のある部分が突然境界で囲われた領域に「迷い込む」か、あるいは領域から「迷い出る」かし、そしてそのような特性が起こるべきでなければ、操作者に問題が有り得ると注意を喚起する信号が作られることができる。大いに望ましい方法においては、境界はグラフ上に第１の点を選ぶことによって設定され、その第１の点は第１の経過時間を表わしている。信号発生ステップはその第１の経過時間に等しい時刻に波形をサンプリングするステップを含む。第２の点もグラフ上に選ばれて第２の経過時間を表わし、波形のサンプリングはその第２の経過時間に等しい時刻に終えられる。換言すると、波形のサンプリングは二つの比較的近接した時刻の間だけで起こるが、波形のサンプリングはそれらの時刻の間で一度より多く起こってもよい。少なくとも第１の点または第２の点が境界と一致しており、望ましくは両方の点が境界と一致している。望ましい方法では、サンプリングが一つまたはそれより多い比較的短い時間間隔の間だけで起こるようになされる。この方法は各サンプルの時刻における波形の瞬間的な振幅を測定するためにも用いられる。従って、サンプリングのステップは波形の振幅を検出するステップと、その検出された振幅を基準振幅の所定の範囲と比較するステップを含む。一つの特有の変型では、もし検出された振幅が基準振幅の範囲の外側にあれば信号（例えばエラーメッセージ）が発生される。他の型では、もし検出された振幅が基準振幅の範囲の内側にあれば信号が発生される。この方法による波形分析は「例外による分析」を伴うと言うことができる。すなわち、もし波形が特定の様相に関して「異常」でなければ特別な行動がとられない。この方法はまた分析されている波形のパラメータ、例えば周波数、周期など、の測定のために用いられてもよい。このような波形は時間的に離れている波形点の連続体でできていると言うことができる。この方法は波形上の第１および第２の点を選ぶステップとそれらの点の間の経過時間を測るステップを含む。どの点が選ばれるかによって、これらのステップは、波形の「周期」（すなわち、波形が一つの完全なサイクルを作るのに要する時間）、立上がり時間、立下がり時間あるいは類似のものとして知られているものを生じる。或る変形では、第１の点を選ぶことを伴うステップはその第１の点の振幅を測定することを含み、第２の点を選ぶことを伴うステップはその第２の点の振幅を測定することを含む。それから第１の点と第２の点の間の振幅の差が決定される。例えば、もし第１および第２の点がそれぞれ波形上の低い点と高い点であれば、この方法は立上がり時間を生じる。これらの点がそれぞれ高い点と低い点（その順で）であれば、この方法は立下がり時間を生じる。本発明の他の態様では、第１の点を選ぶことを伴うステップはその第１の点を取り囲むグラフ上の境界を設定することを含む。本発明のこの態様は（仲間言葉で）、波形点であるかもしれないし、あるいは波形が無いかもしれない「箱の中にあるものをサンプリングする」と言うこともできよう。その境界は望ましくは多角形、例えば正方形または長方形、のように形作られた非常に小さな領域あるいは「窓」と言うこともできるものを規定する。（本明細書において用語「取り囲む」とは、必ずしも円形状の境界とは限らない境界によって取り巻くことを意味する。）お分かりのように、四隅のおのおのが二次元のグラフ上の「Ｘ」座標と「Ｙ」座標によって「確認」され得るので、正方形または長方形の境界が望ましい。他の言い方をすると、グラフは「Ｘ」軸を有しており、サンプリングされるべき複数の点のおのおのは時間に関連した「Ｘ」座標を有している。すなわち、点は「Ｘ」軸に沿っての或る距離があり、そのことはトリガー信号の生起後の所定時間にその点が起こる筈であるということを意味する。第１の点はある事象の時刻を表わすある「Ｘ」座標にあり、境界設定のステップは「Ｘ」軸についての第１のサンプリング時刻と第２のサンプリング時刻を選ぶステップを含む。第１のサンプリング時刻はその事象の時刻より早く、第２のサンプリング時刻はその事象の時刻より遅い。サンプリングは第１と第２のサンプリング時刻の間で一度またはそれより多い回数行われる。グラフはまた「Ｙ」軸を有しており、複数の点のおのおのは振幅に関連する「Ｙ」座標を有しており、また、第１の点は振幅を表わす「Ｙ」座標にある。境界設定ステップは「Ｙ」軸についての第１のサンプル振幅および第２のサンプル振幅を選ぶステップを含む。第１のサンプル振幅は第１の点の振幅より小さく、第２のサンプル振幅は第１の点の振幅より大きい。本発明の他の態様は波形分析装置に関わる。その装置は少なくとも一つの波形を入力するための端子を有するアナログ部を備えている。中央演算部（時々、中央演算ユニットあるいは「ＣＰＵ」と呼ばれる）は分析器の操作を制御する。インタフェース基板は電気的にアナログ部と中央演算部の間に置かれて、その基板はそれらの部の間で信号をやり取りする。アナログ入力基板は周期的に時間の測定を始めるトリガー回路を有している。すなわち、特定の時間増大が装置の外部または内部に起源をもつトリガー信号の生起と同時に始まる。インタフェース基板は測定された時間が所定の時間に等しくなる瞬間における波形の値を測定するためのサンプリング回路を有している。そのため波形が「サンプリングされる」と言われる。本発明の更に詳しいことは以下の詳細な説明と図面において述べられている。図面の簡単な説明図１は環境試験室とプリント回路基板を試験するための関連するコンピュータを代表する図と共に示された本発明の分析器の記号によって表わされた図である。部品は破線による略図で示されている。図２は分析されるべき代表的波形を示すグラフである。図３は図２の波形の態様（拡大されている）を示すグラフである。図４は本発明の分析器装置のブロック回路図である。図５Ａおよび５Ｂは図４の装置のアナログ部のブロック回路図である。図６Ａおよび６Ｂは図４の装置のインタフェース部のブロック回路図である。図７は図４の装置の中央演算部のブロック回路図である。発明の詳細な説明この説明では、最初に、それと一緒になって新規な方法および装置１０が特に有用な、典型的な試験室システムについて述べる。方法論の詳細はその後で説明される。方法論に続いて分析器１０の「ハードウエア」の態様の概略説明がある。この概略説明に続いて分析器動作部３３、５５、５３のより詳細な説明がある。試験室システム図１について述べると、新規な方法および波形分析装置１０の典型的応用（確かに単なる応用ではないが）は、環境試験室（部屋）１１として知られているものを含む。部屋１１の内部の温度は数分程度の周期で、例えば、−５０°Ｆと１３５°Ｆの間を変えることができるようになっている。このような部屋１１は臨界的な使用を予定された多数の電子プリント回路基板１３を「ストレス選別」するのに用いられる。しばしば部屋１１の中の全ての基板１３は互いに同じである。このような試験の裏の考えは、このような選別にうまく「合格」した基板が、例えば暑い砂漠の飛行場から非常に寒い雰囲気へ数分程度で昇ることのある戦闘機において継続したサービスを提供しそうであるということである。公知の配置では、部屋１１は電子製品試験システム（ＰＴＳ）１５およびホストコンピュータ１７と共に用いられる。新規な分析器１０はＰＴＳ１５に接続される。システムの操作者はこのような基板１３の上のいろいろな回路の場所がおのおの大体知られた、あるいは予想された特性を持つ規則的に繰り返す波形を呈するものと推定されることを承知している。方法論新規な分析器１０および方法を用いて操作者は波形１９についての情報を引き出し、そのような波形１９が一定の予想された特性を有しているかどうかを監視できる。もし、有していなければ、それはその基板１３のどこかに欠陥があることの十分な兆候であろう。図２、３および５Ａについても述べると、試験配置の操作者がコンピュータ１７の画面２１にグラフ状に表示されている波形のある態様を分析することを望んでいるものと仮定する。グラフ２５は、左から右に読みとって、或る零時刻から数えた経過時間を表わす水平あるいは「Ｘ」軸を有している。そのような零時刻がどのようにして決められるかは後で述べられる。グラフ２５はまた、下から上に読みとって、大きさ、例えば電圧または電流値、を表わす垂直あるいは「Ｙ」軸を有している。この方法の一つの態様はグラフ２５の上に画成された領域２７、２９に対する波形１９の関係を決めることを含んでいる。操作者は多くの波形の中から分析されるべき一つの波形１９を選ぶ。彼女／彼はアナログ部３３へのチャンネル入力端子３１を選ぶことによってそれを行う。この説明の便宜上、図示されている波形１９は、異常なもので基板１３の欠陥をほのめかす特性を有するものではなく、規則的に繰り返すものと推定されているものであると仮定する。グラフ２５上の領域２７、２９（例えば、小さな「窓状」区域）の境界３５、３７も設定される。図２および３に示されているように、操作者は二つのこのような領域２７、２９を設定してもよい。典型的な領域２７は、おのおのが零時点から始まって異なる時間を表わす二つの「Ｘ」軸座標、すなわちＸＬＯ１とＸＨＩ１を選ぶことによって設定される。二つの「Ｙ」軸座標、すなわちＹＬＯ１とＹＨＩ１も選ばれ、これらの「Ｙ」軸座標は零点から測定された二つの異なる振幅を表わす。同様に、他の典型的な領域２９も、おのおのが零時点から始まって異なる時間を表わす二つの「Ｘ」軸座標、すなわちＸＬＯ２とＸＨＩ２を選ぶことによって設定される。二つの「Ｙ」軸座標、すなわちＹＬＯ２とＹＨＩ２も選ばれる。もう明らかなように、正方形または長方形の境界３５、３７が望ましい。何故なら、その四隅のおのおのが二次元のグラフ２５上の「Ｘ」座標と「Ｙ」座標によって「確認」され得るからである。各領域２７、２９は、もし波形１９（そして、しばしば波形上の特定の点）が領域２７、２９に対する所定の位置にあれば、エラー信号のようなある信号を発生するために設定される。より明瞭にいうと、領域２９は、波形１９の点３９が領域２９の外側にあるべきであるとの認識をもって設定される。しかし、もし波形１９が少なくとも瞬間的に領域２９（境界３７上または領域２９内）に一致すれば、すなわち、もし波形の点３９が領域２９内に侵入すれば、波形１９の源である基板１３が欠陥を持っていそうである。このよになるのが当然と考えられる形態では、波形１９が領域２９に対して受動的であると言うことができる。これに反して、領域２７は波形１９の点４１が領域２７の内側にあるべきであるとの認識をもって設定される。もし波形１９の点４１が領域２７の外側にそれると信号が発生される。この後者の場合、波形１９がそのような領域２７に対して能動的であると言うことができる。方法論のこれらの態様は、波形１９または波形１９の点３９、４１が特定の小さな領域２９、２７の中にあるかどうかを確かめるだけで或る有用な分析情報が得られる、との考えに基づいている。これは新規な方法の質的態様であると言うことができる。境界設定並びにサンプリングおよび分析されるべき波形上の点３９、４１の選定の問題は違った見方をすることができる。波形１９の上の第１の点、例えば点４１、３９、を選ぶことは、波形上の点４１を取り巻くグラフ上の境界３５を設定することを含んでいる。本発明のこの態様は（仲間言葉で）「箱の中にあるものをサンプリングする」と言うこともできる。境界３５または３７によって画成される非常に小さな領域２７または２９は望ましくは多角形のように形作られる。しかしながら、本明細書において、用語「取り巻く」とは、多角形状、円形状またはその他の形状のいずれに拘らず、境界によって取り囲むことを意味する。この方法の他の態様は、事実上、量的であると言うことができる。すなわち、それらは波形１９がグラフ２５の特定の領域２７、２９の中に有るか無いかを決めるだけではなく、波形値を得ることを含んでいる。「箱の中の点」という概念について更に考えると、サンプリングされるべき一つまたは複数の点のおのおのは、或る「事象の時刻」を表わす時間関連の「Ｘ」座標を有する。すなはち、その点は「Ｘ」軸に沿って或る距離がある、つまり、「時刻零」の後の所定の時間にある。更に後述されているように、「時刻零」はトリガー信号の生起を表わす。図３に示されているように、点４１はサンプリングのために選ばれており、このような点４１は或る事象の時刻「ＥＴ」で起こり振幅「ＹＰ」を有している。点４１の周りの境界３５を設定するとき、第１および第２のサンプリング時刻（時刻ＸＬＯ１とＸＨＩ１のような）は、それぞれ、事象時刻より前と事象時刻より後である。サンプリングは第１および第２のサンプリング時刻の間に１回またはそれより多い回数起こる。同様に、第１および第２のサンプリング振幅（振幅ＹＬＯ１とＹＨＩ１のような）は、それぞれ、第１の点４１の振幅より小と大である。前述のことから、少なくとも第１の座標ＸＬＯ１または第２の座標ＸＨＩ１が境界３５と一致していることは明らかであり、望ましくは座標ＸＬＯ、ＸＨＩ、ＹＬＯおよびＹＨＩの全てが境界３５と一致している。装置１０および方法は座標と境界が一致しているとき非常に使いやすい。しかしながら、やや込み入ったソフトウェア（コンピュータプログラミング）によって、境界に一致するのとは異なるように座標を「規定」することも可能である。そのような変形は本発明によって考慮されている。再び領域境界を設定する問題に戻ると、境界は、それぞれ第１および第２の経過時間を表わすグラフ上の第１および第２の点、すなはち、ＸＬＯ１とＸＨＩ１、を選ぶことによって設定される。信号発生のステップは第１の経過時間に等しい時間に波形１９をサンプリングし、第２の経過時間に等しい時間にサンプリングを終了するステップを含む。換言すると、波形サンプリングは比較的近接した二つの時刻、この例ではＸＬＯ１とＸＨＩ１、の間だけで起こる。しかしながら、このようなサンプリングはこのような時刻の間に１回より多く起こってもよい。新規な装置１０は特定の装置構成に応じて５０ナノ秒毎に１回または５００ナノ秒毎に１回の割合でサンプリングすることができる。望ましい方法は、おのおののサンプリング時刻における波形の瞬間的な振幅を測定するためにも用いられる。従って、サンプリングのステップは、例えば点４１と一致する座標ＹＰで波形をサンプリングすることにより波形１９の振幅を検出するステップを含んでいる。検出された振幅は基準振幅の所定の範囲と比較される。この方法の一つの特定の変型では、或る信号（例えば故障中断信号）が、もし検出された振幅が基準振幅の範囲の外側にあれば発生される。その故障中断信号はＰＴＳ１５に送られ、故障の日付、アドレス、生起の時刻その他の情報を含む。他の型では、もし検出された振幅が基準振幅の範囲の内側にあれば、その信号が発生される。これを図３に関連づけると、もし点４１の検出された振幅が基準振幅ＹＬＯ１およびＹＨＩ１の範囲の外側にあれば、信号が発生される。点３９を考えると、もし点３９の検出された振幅が基準振幅ＹＬＯ２およびＹＨＩ２の範囲の内部にあれば、信号が発生される。この方法による波形分析は「例外による分析」を伴うと言うことができる。すなわち、もし波形１９が特定の様相に関して「異常」でなければ特別な行動がとられない。特に図２について述べると、この方法は、分析されるべき波形１９の例えば周波数、周期などのパラメータを測定するためにも用いられることができる。その方法は、波形上の第１および第２の点を選び、そしてそれらの点の間の経過時間を測定するステップを含んでいる。どの点が選ばれるのかによって、これらのステップは波形の「周期」（すなわち、波形が一つの完全なサイクルを作るのに要する時間）、立上がり時間、立下がり時間あるいは同類のものとして知られているものを生じる。特定の例として（また、次に掲げる点の対のおのおのの２点間の経過時間が測定されるものとして）、点４３と４５の選定は立上がり時間をもたらし、点４１と４７の選定は立下がり時間をもたらし、点４１と４９の選定は周期をもたらし、点４５と４９の選定はパルス幅をもたらし、そして点３９と４５の選定は周波数をもたらす。（考慮中の波形１９が、おのおのの完全な波形繰返し単位に対して二つの窪みと丘を有していることは注目されるべきである。一つの完全な繰返し単位は二つの「サイクル」を有しており、従って周波数を得るために点３９と４５を指し示している。立上がり時間については、点４３および４５が、波形１９がそれぞれ低い振幅と高い振幅にあるところの点であることは注目されるべきである。振幅測定および振幅における差（立上がり時間計算の場合、最大差）はパラメータを測定するために必要とされる。分析器「ハードウエア」の概略本発明の他の態様は波形分析装置１０に関わる。図４について述べると、このような装置１０は数個の端子３１を有するアナログ部３３を含んでおり、端子３１のおのおのは別々の波形１９を入力するためのものである。中央演算部５３（時々、中央演算ユニットあるいは「ＣＰＵ」と称する）は分析器１０の動作を制御する。インタフェース部５５は電気的にアナログ部３３と中央演算部５３の間に挟まれており、この基板はアナログ部３３と中央演算部５３の間で信号をやり取りする。アナログ入力部図５Ａ−５Ｂについても述べると、アナログ入力部３３は周期的に時間の測定を始めるトリガー回路５３を持っている。「時刻零」（「Ｘ」軸についての点により表わされる）はトリガー信号の生起と一致している。すなわち、特定の時間増大がトリガー信号の生起と同時に開始し、このような信号は回路５９によって外部で作られても、あるいは装置１０の中で作られてもよい。内部トリガーが用いられる場合、そのトリガーは同様に「Ｙ」軸に沿って選ばれたある振幅点におけるタイミングで生じることは注目されるべきである。更に詳細には、アナログ部３３は、Ａ１−Ａ４、Ｂ１−Ｂ４として示されている同軸入力３１のおのおのに一つずつ、八つの異なる波形１９を受け入れることができる。外部トリガー信号のための入力６１もある。入力３１に繋がれた外部のマルチプレクサを用いることにより、何千もの異なる波形１９が監視され得る。アナログ部３３はチャンネル回路全てとトリガー回路５７、５９を備えており、その上、それはアナログ波形サンプルをインタフェース部５５に送る前にディジタル化する。入力チャンネル回路６３は入力チャンネル波形に対して信号調整、選択、および多重化をもたらす。このようなチャンネル回路が以下に述べられる。波形１９は差動マルチプレクサ６５に印加され、中央演算部５３からの制御信号はチャンネルＡおよびＢのマルチプレクサそれぞれ６５ａおよび６５ｂからの同じ数のアドレス（１から４まで）を選ぶ。選ばれた信号対はチャンネルＡおよびＢの最大スケール調節回路それぞれ６７ａおよび６７ｂに印加される。おのおのの最大スケール調節回路６７はそのチャンネルに対する最大スケール要件を満足させるようにプログラミングされた数で波形１９の振幅を割る。具体的には、各回路は５ｖ、２、５ｖ、１ｖ、または０、５ｖの最大スケールを表示するように波形を割る。尺度を変えられた波形１９はサンプリングのためアナログ−ディジタルコンバータ並びにラッチ回路６９ａ、６９ｂに印加される。これら回路６９のおのおのは波形１９の振幅のサンプルを変換し、おのおのプログラミングされたサンプリング時間の間保持する。そして各サンプリング時間の間に、結果として生じる変換されたデータは記憶のためインタフェース部５５に送られる。トリガー回路５７は波形監視のため外部あるいは内部のトリガーをスタート線７１に印加する。それはクロックが「零時刻」から動き出すときを、グラフ上で言うと、時刻が「Ｘ」軸に沿って動き出すときを決める。アナログ部３３はチャンネルＡの差動マルチプレクサ６５ａからの出力（「ＭＵＸＡ」と名付けられている）を増幅器／比較器ＣＯＭＰＡに印加する。同様に、チャンネルＢの差動マルチプレクサ６５ｂからの出力（「ＭＵＸＢ」と名付けられている）は増幅器／比較器ＣＯＭＰＢに印加される。トリガーレベルラッチ７３はプログラミングされた電圧レベルをトリガー増幅器ＣＯＭＰＡ、ＣＯＭＰＢおよびＣＯＭＰＥのおのおのに出力する。これらの増幅器ＣＯＭＰＡ、ＣＯＭＰＢおよびＣＯＭＰＥからの正および負の出力はトリガー選択回路７５に印加される。この回路７５はプログラミングされたトリガー源と分析器プロファイルに操作者によってなされたトリガー傾斜登録に従ってトリガー入力を選択する。選択された比較器信号が有効になると、トリガー回路はスタート信号をインタフェース部５５に送る。インタフェース部さて、図６Ａおよび６Ｂについて述べると、インタフェース部５５はラッチ回路７７と、中央演算部５３に通じているデコーダ回路７９とを有している。これらのラッチ回路７７とデコーダ回路７９はアナログ部３３の中とインタフェース部５５の中での使用のために、データおよび中央演算部５３からの制御信号を復する。アドレスクロック８１はアドレス回路と変換サンプリング処理のためのタイミングを提供する。このクロック８１はプログラミングされたサンプリング速度を記憶していて、インタフェース部５５のためのクロック信号を発生する。このクロック８１は、アナログ部のトリガー選択回路７５がスタート信号を送るとき動き出す。変換長カウンタ８３は、領域２７、２９のような窓状領域に対してある位置関係を有する点４１のような通例の監視点のためのプログラミングされたサンプル数を蓄えている。このカウンタ８３はＡＤＣＯＮＶ信号をアナログ部の変換回路６９に送る。このＡＤＣＯＮＶ信号は各チャンネルからの波形点（例えば点４１）を表わす信号を「捕獲」し、その信号をインタフェース部５５の捕捉メモリ８７への記憶のためにＡＤＣバス８５にラッチする。カウンタ８３は、サンプリングが行われている時間が予めプログラミングされた第２の経過時間、例えばＸＨＩ１、に等しくなったときに、ＡＤＥＮＤ信号を中央演算部５３に送る。そこで、中央演算部５３は、サンプリングされた値の振幅がプログラミングされた範囲の内側にあるか外側にあるかを決定する。アドレス回路８９は、領域２７のような監視されるおのおのの領域のための先頭の記憶アドレスをもたらす開始アドレスラッチを含んでいる。捕捉メモリ回路８７はコンバータからの変換されたデータサンプルを記憶する。このメモリ回路８７はチャンネル入力３１毎に６０ｋバイトの記憶容量を有する。チャンネルＡおよびＢのデータラッチ７７ａ、７７ｂは変換されたサンプルデータを中央演算部５３へのデータバス８５に掛ける。カウンタ８３は、測定された時間が所定の時間に等しくなるその瞬間の波形１９の瞬時値のサンプルを「取り上げる」べきときについて、Ａ／Ｄコンバータ６９に信号を送る。他の言い方をすると、サンプリングが開始および終了する時刻はプログラミング可能であり操作者の管理下にある。そのため波形１９は「サンプリングされる」と言われる。このサンプリングされたデータは分析器１０によって、画面２１上のグラフ表示のためにインタフェースバスに沿ってＰＴＳホストコンピュータ１７に送られる。中央演算部図７について述べると、中央演算部５３は捕捉メモリ回路８７をアドレスし、各監視点４１の窓状領域２７に対する変換データを読み出す。この演算部５３は変換データを予めプログラミングされた「Ｙ」軸振幅、例えばＹＬＯ１およびＹＨＩ１、と対照して範囲外の故障を検査する。その上、この中央演算部５３は画面２１に表示するためサンプルデータをホストコンピュータ１７に送る。マイクロプロセッサ９１はメモリ内の命令に従って装置１０を操作する。操作と範囲のパラメータはＰＴＳホストコンピュータ１７からインタフェースバス９３を通して受け取られる。中央演算部５３は各監視点領域２７に対するサンプルデータを読み、波形１９が適当な範囲内にあることを、あるいは、場合によっては、明記された範囲外にあることを確かめる。もし故障が検出されると、中央演算部５３はその故障を表示するホストコンピュータ１７に故障中断信号を送り、また、それを故障ファイルに記憶する。直列ポート回路９５は直列通信インタフェースと分析器１０のための呼出しをもたらす。呼出し入力は外部の装置（例えばディジタル波形発生器）が分析器１０に次の組の信号に対する波形パラメータを呼び出させるのを許可する。そこで中央演算部５３は記憶されたパラメータにアクセスしてその操作を続ける。周辺アドレス回路９７は付加的な多重化のために１６本の信号線９８を備える。中央演算部５３はこれらの信号線９８をアナログ部３３の差動マルチプレクサアドレス線９９に同期させる。本発明の原理が特定の実施例と共に述べられてきたが、これらの記述は単に例としてなされたものであり、本発明の範囲を限定するよう意図されたものでないことは明確に理解されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年９月２５日【補正内容】請求の範囲１．グラフ上に描かれた回路基板の電気的波形の異常を分析するための装置の利用者によって採られる方法であって、分析すべき波形を選択するステップ、領域の境界を規定するために利用者によって選ばれるそのグラフ上のＸおよびＹ座標を設定するステップ、およびその選ばれた波形がその利用者によって規定された領域に対する所定の位置にあれば故障信号を発生するステップを含むことを特徴とする波形分析方法。２．その信号は、故障信号であってその波形がその領域と一致すれば発生されることを特徴とする特許請求第１項記載の波形分析方法。３．その信号は、故障信号であってその波形がその領域の外側にあれば発生されることを特徴とする特許請求第１項記載の波形分析方法。４．前記の座標設定ステップが、第１の経過時間を表わすグラフ上の第１のＸ座標を選ぶステップを含み、そして前記の信号発生ステップが、その第１の経過時間に等しい時刻に前記波形をサンプリングするステップを含むことを特徴とする特許請求第１項記載の波形分析方法。５．グラフ上の第２の経過時間を表わす第２のＸ座標を選ぶステップ、およびその第２の経過時間に等しい時刻に前記波形のサンプリングを終了するステップを含むことを特徴とする特許請求第４項記載の波形分析方法。６．前記第１の点が利用者により規定された境界と一致していることを特徴とする特許請求第４項記載の波形分析方法。７．前記第２の点が利用者により規定された境界と一致していることを特徴とする特許請求第５項記載の波形分析方法。８．前記のサンプリングステップが、前記波形の振幅を検出するステップ、およびその検出された振幅を利用者により選ばれた基準振幅の範囲と比較するステップを含むことを特徴とする特許請求第４項記載の波形分析方法。９．前記の信号発生ステップが、もしその検出された振幅が利用者により選ばれた範囲の外側にあれば故障信号を発生するステップを含むことを特徴とする特許請求第８項記載の波形分析方法。１０．前記の信号発生ステップが、もしその検出された振幅が利用者により選ばれた範囲の内側にあれば故障信号を発生するステップを含むことを特徴とする特許請求第８項記載の波形分析方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ファンノルトウィック，モンテ，イー. アメリカ合衆国．49426 ミシガン，ハドソンヴィル，ホープストリート 2762

Claims

【特許請求の範囲】１．グラフ上に描かれた電気的波形を分析するための方法であって、分析すべき波形を選択するステップ、領域の境界を設定するステップ、およびその波形がその領域に対する所定の位置にあれば信号を発生するステップを含むことを特徴とする波形分析方法。２．その波形がその領域と一致すればその信号を発生することを特徴とする特許請求第１項記載の波形分析方法。３．その波形がその領域の外側にあればその信号を発生することを特徴とする特許請求第１項記載の波形分析方法。４．前記の設定するステップが、グラフ上に第１の経過時間を表わす第１の点を選ぶステップを含み、そして前記の信号を発生するステップが、その第１の経過時間に等しい時刻に前記波形をサンプリングするステップを含むことを特徴とする特許請求第１項記載の波形分析方法。５．グラフ上に第２の経過時間を表わす第２の点を選ぶステップ、およびその第２の経過時間に等しい時刻に波形のサンプリングを終了するステップを含むことを特徴とする特許請求第４項記載の波形分析方法。６．前記第１の点が前記境界と一致していることを特徴とする特許請求第４項記載の波形分析方法。７．前記第２の点が前記境界と一致していることを特徴とする特許請求第５項記載の波形分析方法。８．前記のサンプリングするステップが、前記波形の振幅を検出するステップ、およびその検出された振幅を基準振幅の所定範囲と比較するステップを含むことを特徴とする特許請求第４項記載の波形分析方法。９．波形上の第１の点を選ぶステップ、波形上の第２の点を選ぶステップ、およびそれらの点の間の経過時間を測定するステップを含むことを特徴とする特許請求第１項記載の波形分析方法。１０．前記の第１の点を選ぶステップがその第１の点の振幅を測定することを含み、また前記の第２の点を選ぶステップがその第２の点の振幅を測定することを含むことを特徴とする特許請求第９項記載の波形分析方法。